Ivan ARSIE | Progetti

METODOLOGIE NUMERICO-SPERIMENTALI PER LA STIMA IN REAL-TIME DI VARIABILI MOTORISTICHE A PARTIRE DALLA MISURA DEL CICLO DI PRESSIONE.

Nella prospettiva di realizzare strategie di controllo e diagnosi basate sulla misura della pressione in camera, il progetto prevede lo sviluppo di metodologie di calcolo per la stima delle seguenti grandezze:1)Massa di aria aspirata.2)Rapporto di miscela.3)Stato termico del motore.I modelli e le procedure di calcolo saranno realizzati per applicazioni a motori Diesel CR utilizzando dati di pressione in camera rilevati su motore al banco presso la sala prova del DIIN. Nel seguito sono illustrate le caratteristiche di ciascuna delle metodologie sopra elencate.Massa di aria aspirataIl metodo proposto si basa sull’analisi dell’evoluzione della pressione nel cilindro durante la corsa di compressione ed impiega il calcolo della differenza di pressione Δp tra due angoli di manovella successivi. L’approccio, di tipo lineare, è utilizzabile anche in transitorio e per analizzare l’eventuale non omogenea distribuzione della massa di aria aspirata dai cilindri. Il modello impiega regressioni polinomiali ed è pertanto richiesta una caratterizzazione al banco in grado di garantire la massima generalizzabilità. Le principali difficoltà sono individuabili nella variazione della temperatura del gas e nella definizione di un riferimento assoluto per la pressione.Rapporto di miscelaLa stima di A/F dal ciclo di pressione permette di risolvere molti problemi connessi al controllo in feedback tra cui il controllo della coppia, del consumo, delle emissioni, dei transitori di iniezione e di avviamento a freddo. Uno stimatore di A/F può essere utilizzato anche per il bilanciamento delle iniezioni tra i cilindri. L’approccio proposto consiste nel sintetizzare la forma del ciclo di pressione attraverso alcuni indici caratteristici. La procedura prevede l’utilizzo dei momenti statistici per definire una funzione matematica che leghi il rapporto di miscela attuale alla forma del ciclo di pressione. La calibrazione richiede una base di dati sperimentali acquisita in diverse condizioni operative del motore di interesse.Stato termico del motoreDerivare lo stato termico del motore dal ciclo di pressione rappresenta un importante obiettivo ai fini del controllo delle emissioni, in particolare nei transitori e durante il warm-up. Inoltre, la stima dello stato termico del motore può risolvere i problemi di inerzia riscontrabili nella misura della temperatura dell’acqua di raffreddamento e permette di valutare lo sbilanciamento termico tra i cilindri. L’obiettivo di questo tema di ricerca è di stimare una temperatura media di parete in corrispondenza dell’angolo motore in cui avviene l’inversione del flusso termico tra parete del cilindro e fluido motore. L’impiego di un modello termodinamico semplificato garantisce tempi di calcolo molto ridotti; tuttavia, per una corretta implementazione è necessario risolvere i problemi di precisione del trasduttore di pressione nelle prime fasi della compressione.